Les scientifiques explorent la contraction du flux sanguin qui se produit lorsque nos neurones sont activés de manière significativ

juillet 17, 2019 0 Par admin

Lorsqu’un groupe de nos neurones est activé en réfléchissant sérieusement à un problème de calcul ou aux couleurs vibrantes d’une fleur exotique, un flux sanguin d’une seconde à ces cellules cérébrales augmente légèrement.

Selon Philip O’Herron, physiologiste neurovasculaire au Département de physiologie du Medical College of Georgia, à Augusta, le cerveau assure aux neurones très actifs un apport suffisant en sang, en oxygène et en nutriments. Université.

C’est ce qu’on appelle l’hyperémie fonctionnelle et c’est un phénomène régulier qui semble également aider le cerveau à mieux cibler son utilisation de sang « coûteux », a déclaré O’Herron.

« Le cerveau consomme beaucoup d’énergie, mais lorsque les neurones sont activés, ils consomment plus d’énergie que lorsqu’ils sont silencieux », a déclaré O’Herron. « L’augmentation du débit sanguin nécessaire pour fournir cette énergie est assez faible – souvent une augmentation de quelques pour cent seulement – par rapport à la quantité de sang déjà présente. »

Mais même une petite augmentation peut sembler un peu exagérée pour des scientifiques comme O’Herron qui étudient la physiologie du cerveau. Il fait partie des scientifiques qui ont vu comment non seulement les neurones activés obtiennent plus de sang et d’oxygène, mais également les tissus proches qui ne sont pas clairement impliqués. Il semble que même les cellules du cerveau en train de tirer reçoivent plus que nécessaire, car les niveaux d’oxygène dans le sang restent supérieurs à la norme au-delà du point d’action.

O’Herron a reçu une subvention de recherche exploratoire / développementale de 420 000 $ sur deux ans des National Institutes of Health lui permettant de mieux connaître cette réaction naturelle et commune, notamment la manière dont l’activité neuronale entraîne l’augmentation du débit sanguin, l’importance de ces augmentations pour la santé et le bon fonctionnement des neurones et s’il existe vraiment trop de travail.

Les avantages d’une meilleure compréhension pourraient inclure une meilleure interprétation des résultats d’une technologie d’imagerie vieille de plusieurs décennies appelée IRM fonctionnelle, ou IRMf, basée sur l’hypothèse selon laquelle une activité neuronale accrue affecte le flux sanguin et d’oxygène dans cette région et est actuellement utilisée pour explorer des problèmes tels que les tumeurs cérébrales. et l’épilepsie. Il pourrait également commencer à clarifier si l’hyperémie fonctionnelle est l’une des capacités qui se détériorent dans les maladies du cerveau où le flux sanguin est compromis, comme les accidents vasculaires cérébraux et la maladie d’Alzheimer.

« Personne ne connaît vraiment le lien exact entre l’activité neuronale et le changement de débit sanguin », a déclaré O’Herron. « Bien que la réaction du système vasculaire à l’activité neuronale puisse sembler exagérée, les systèmes biologiques génèrent rarement du gaspillage, nous manquons donc d’un aperçu critique de l’hyperémie fonctionnelle. Il y a probablement une bonne raison à cela, et c’est l’une des choses que nous aimerions comprendre. »

Il a émis l’hypothèse que l’explosion apparente serait le résultat de la façon dont les vaisseaux sanguins communiquent les uns avec les autres pour acheminer plus de sang vers les régions actives. Les gros vaisseaux sanguins à la surface de notre cerveau nourrissent de plus en plus petits, qui plongent directement dans le tissu cérébral. Lorsqu’un des petits navires de plongée détecte une augmentation de l’activité neuronale, il demande de l’aide au gros vaisseau sanguin, message qui doit résonner sur une longue distance et les vaisseaux sanguins alimentant les tissus voisins peuvent également recevoir ce message. « Nous ne savons tout simplement pas », déclare O’Herron.

Avec cette nouvelle subvention, il collabore avec d’anciens collègues de la Medical University of South Carolina qui ont mis au point une souris génétiquement modifiée dont la taille des vaisseaux sanguins peut être contrôlée à la lumière. Cette souris lui permet de limiter la quantité de sang entrant dans une zone cérébrale active et d’étudier ce qui se passe dans les neurones.

Il visualise à la fois les neurones et le flux sanguin via un minuscule trou dans le crâne à l’aide du microscope à deux photons qui peut voir les choses jusqu’à 1 micron, soit environ 0,0004 pouce. La taille des neurones dans le cerveau varie généralement entre 4 et 100 microns, et les globules rouges qui transportent l’oxygène mesurent environ 5 microns.

En tant que membre du corps professoral du MUSC en 2016, O’Herron a été le premier auteur d’une étude dans la revue Nature qui figurait parmi les premiers rapports publiés selon lesquels une zone cérébrale plus grande que prévue recevrait un flux sanguin accru en réponse à une activité neuronale accrue.

L’IRMf est considérée comme un regard indirect sur l’emplacement et le niveau des neurones actifs, principalement en mesurant les changements associés au flux sanguin. En réalité, c’est l’IRMf qui a permis de montrer que, avec une activité neuronale accrue, les niveaux d’oxygène augmentent réellement. On s’attendait plutôt à ce que les niveaux d’oxygène diminuent dans les zones actives car les neurones occupés utilisent davantage d’oxygène.

L’hémoglobine protéique contenue dans les globules rouges contient de l’oxygène et l’hémoglobine transportant de l’oxygène a des propriétés magnétiques différentes de celle de l’hémoglobine qui l’a déjà cédée, ce que capte l’IRMf.

La réponse du flux sanguin étant en réalité plus lente que la réponse neuronale, il faut peut-être cinq secondes pour que le débit sanguin atteigne un pic et 15 secondes supplémentaires pour revenir à l’état initial, dit O’Herron, dont les études scientifiques fondamentales indiquent que les débits sanguins restent élevés. légèrement plus long que l’activation neuronale qui les a incités.

O’Herron remarque que différentes parties de notre cerveau sont allumées et allumées, et que le flux sanguin est assez constant dans un cerveau en bonne santé. C’est donc un stimulus important qui stimulera l’activité des neurones et le flux sanguin un peu plus, dit-il. .

Dans le cas des maladies, certains pensent que les lésions neuronales qui se produisent dans la maladie d’Alzheimer, par exemple, proviennent des cellules du cerveau ne recevant pas le sang et l’oxygène dont elles ont besoin, et que la lésion est aggravée par le fait qu’elles ne peuvent pas effacer les dommages qui en résultent, car un débit adéquat nécessaire pour enlever les sous-produits. D’autres pensent que le dommage neural vient en premier. O’Herron souhaite donc savoir si les souris de ses études commencent à ressembler à un modèle d’Alzheimer. Les neurones deviennent-ils moins réactifs, voire meurent-ils sans cette augmentation naturelle du flux sanguin qui ressemble à une surdose?


Huile de CBD peut aider avec l’épilepsie. Visite HuileCBD.be


/> Lire la suite